Estratégias para a valorização do coberto vegetal da Ilha de Porto Santo

No presente trabalho desenvolveram-se estudos visando a valorização do coberto vegetal da Ilha de Porto Santo, através de duas metodologias de investigação complementares: a) preservação e reintrodução na Ilha de uma espécie endémica e em risco do Arquipélago da Madeira (Olea maderensis) e de uma espécie naturalizada (Olea europaea ssp. europaea var. sylvestris), recorrendo para o efeito a técnicas de biotecnologia (micropropagação); b) análise da percepção da comunidade local e visitante sobre o fenómeno da desertificação e a valorização do coberto vegetal bem como a sua aceitação relativamente à aplicação de técnicas de biotecnologia (para micropropagar e reintroduzir espécies de oliveira na Ilha) para minimização do processo de desertificação. A dissertação estrutura-se em quatro partes principais. A Parte I caracteriza a Ilha de Porto Santo em termos geográficos, geológicos, climáticos, sócio-economicos e do uso do solo. Enquadra, ainda, o problema da desertificação, através da caracterização/evolução do coberto vegetal ao longo dos anos. Finalmente apresentam-se os objectivos gerais deste estudo. A Parte II centra-se no desenvolvimento de metodologias no âmbito da biotecnologia vegetal para propagação de espécies de O. maderensis e O. europaea ssp. europaea var. sylvestris. em larga escala. Esta parte está dividida em seis capítulos. O Capítulo II.1 aborda a distribuição geográfica das espécies de oliveira e faz uma revisão bibliográfica dos aspectos mais importantes da micropropagação de oliveira (O. europaea L.), principalmente através da micropropagação por estimulação de gomos axilares. No final deste capítulo apresentam-se os objectivos específicos desta investigação. No Capítulo II.2 faz-se a caracterização genética de genótipos de O. maderensis do Arquipélago da Madeira através da análise da ploidia e do conteúdo em DNA por citometria de fluxo (FCM) e através da detecção de polimorfismos por análise de microssatélites (SSR). Nesta análise usaram-se ainda outros genótipos, nomeadamente: O. europaea ssp. europaea var. sylvestris, O. cerasiformes e O. europaea ssp. europaea var. europaea. Este estudo contribuiu para uma melhor caracterização desta espécie e permitiu a detecção de um nível de ploidia novo no género Olea (tetraploidia). O Capítulo II.3 descreve a optimização das condições de cultura in vitro (e.g. desinfecção, meio de cultura e enraizamento) para propagar e preservar a O. maderensis. Avalia-se ainda a “performance” dos rebentos in vitro (taxas de crescimento, avaliação da aparência das folhas e estudos fisiológicos), de modo a confirmar a optimização das condições de propagação. Neste capítulo define-se um meio novo (OMG) para propagação desta espécie endémica. O Capítulo II.4 descreve dois protocolos de micropropagação e aclimatização de ambas as espécies (O. maderensis e O. europaea ssp. europaea var. sylvestris) e a qualidade das plantas (“true-to-type”) é avaliada através da possível ocorrência de variabilidade genética através de FCM (ploidia) e SSRs. O Capítulo II.5 descreve um protocolo eficiente de aclimatização ao campo de O. maderensis e avalia a “performance” das plantas micropropagadas no campo através da análise de parâmetros fisiológicos durante o processo. O Capítulo II.6 apresenta os estudos em curso relativamente às plantas de O. maderensis em aclimatização no campo, bem como a introdução de plantas micropropagadas num outro local da Ilha com um maior grau de degradação dos solos. Estas estratégias estão a ser aplicadas juntamente com a DRFRAM, no âmbito de programas de florestação em curso. Finalmente é realçada a necessidade de estudos semelhantes com outras espécies nativas. Na Parte III, são apresentados os estudos sobre a percepção da comunidade local relativamente à valorização do coberto vegetal para a minimização dos processos de degradação dos solos/desertificação. A introdução faz o enquadramento teórico sobre o fenómeno da desertificação, particularmente na Ilha de Porto Santo e sobre a percepção social da desertificação. São ainda apresentados os objectivos específicos desta investigação. A metodologia adoptada recorreu à aplicação de inquéritos por questionário à população residente e aos visitantes da Ilha de Porto Santo e ainda a realização de inquéritos por entrevista a algumas entidades e especialistas. Estes estudos permitiram verificar que existe uma nítida consciência da situação de risco da ilha, das medidas tomadas e a tomar e da premência da resolução do problema. Face ao recurso de estratégias alternativas envolvendo biotecnologia, e apesar de existir algum desconhecimento, concluiu-se ainda que a população manifesta aceitação, desde que essas estratégias valorizem o coberto vegetal e, assim, ajudem a combater a degradação biofísica dos solos. Finalmente são apresentadas as conclusões e algumas recomendações. Na Parte IV apresentam-se as conclusões gerais e perspectivas futuras, onde o potencial ambiental destas oliveiras bravas micropropagadas é destacado, bem como é considerado o alargamento da aplicação destas estratégias a outras espécies indígenas em risco, nesta Ilha (e noutros locais). São ainda resumidas as principais visões da população e das entidades e dos especialistas que poderão contribuir para apoiar a elaboração de medidas de mitigação e prevenção no combate ao processo de degradação dos solos/desertificação em curso.

In this work we developed studies for the valuation of vegetation areas of Porto Santo Island, through the definition of two complementary research methodologies: a) the preservation and reintroduction of an endemic endangered species of Madeira Archipelago (Olea maderensis) and a naturalized species (Olea europaea ssp. europaea var. sylvestris), using biotechnology techniques (micropropagtion); b) perception analysis of the local community and visitors about the desertification phenomenon and of the valuation of vegetation areas and their acceptance on application of biothcnology thecniques (for micropropagate and reintroduce olive species in the Island) in order to minimize the desertification process. This dissertation is structured in four main parts: Part I makes a brief geographic, geologic, climatic, socioeconomic and land use characterization of Porto Santo Island. It also describes the desertification problem and characterizes the vegetation areas evolution through the years. Finally, the general objectives of this study are presented. Part II is focused in the development of plant biotechnology methodologies for propagation of O. maderensis and O. europaea ssp. europaea var. sylvestris. in large-scale. This part is divided in six chapters. Chapter II.1 refers the botany and geographical distribution of olive species and revises important aspects of olive (O. europaea L.) micropropagation, in particular the micropropagation through axillary bud stimulation. At the end of this chapter the research objectives are presented. On Chapter II.2 flow cytometry (FCM) and nuclear microsatellites (SSR) were used to investigate and characterize genotypes of Olea maderensis from Madeira Archipelago through the analysis of ploidy levels and detection of polymorphisms. Several genotypes of O. europaea ssp. europaea var. sylvestris, Olea cerasiformis and of O. europaea ssp. europaea var. europaea were also analysed. This study contributed to an even better characterization of these species and enabled the detection of a new ploidy level, tetraploidy, in the Olea genus. Chapter II.3 describes the optimization of the in vitro culture conditions (e.g. disinfection, culture medium, rooting) to propagate and preserve O. maderensis. It is also described the evaluation of shoot performance (growth rates, leaf colour/abscission and physiological behaviour) in order to confirm the optimization of the culture conditions used. In this chapter it is defined a new medium (OMG) for propagation of this endemic species. On Chapter II.4, we describe the micropropagation and acclimatization protocols for both species (O. maderensis e O. europaea ssp. europaea var. sylvestris) and the quality of plants (true-to-typness) is assessed by evaluating putative genetic variability by FCM (ploidy clonal fidelity) and SSRs. Chapter II.5 describes a successful field acclimatization of Olea maderensis and evaluates field performance of micropropagated plants by analysing physiological parameters during the process. Chapter II.6 presents the ongoing studies concerning Olea maderensis plants acclimatization in field, and also the introduction of micropropagated plants in another site with a higher degree of land degradation. These strategies are being undertaken jointly with DRF-RAM, within a forest breeding programme for the Island. Finally it is highlighted the need of further similar studies with other native species. Part III presents the studies concerning the perception of the local community on the valuation of vegetation areas to minimize the land degradation/desertification process. The introduction presents the desertification phenomenon, particularly in Porto Santo Island, and the social perception of desertification. The specific objectives of this research are also presented. This methodology was carried out through the application of inquiries to residents and visitors of Porto Santo Island and by interviewing some entities and specialists. These studies showed that there is a clear awareness of the hazard situation in the Island, of the measures to be taken and of the urgency of solving the problem. In relation to alternative strategies, such as biotechnology, although some lack of knowledge is recognised, it was concluded that the population accepts them, once they can provide the valuation of vegetation areas and enhance the fighting of land degradation/desertification. Finally, some conclusions and recommendations are presented. Part IV presents the general conclusions and future prospects, where the environmental potential of micropropagating these wild olives micropropagation is highlighted, and its extension to other native species at risk in this Island (and in other places) is considered. It is also summarized the most important visions of the population and entities and specialists, which may support for mitigation measures to fight the ongoing process of desertification.

Doutoramento em Biologia